JP2009257374A - Ball screw device and vehicular steering device equipped with the same - Google Patents

Ball screw device and vehicular steering device equipped with the same Download PDF

Info

Publication number
JP2009257374A
JP2009257374A JP2008104592A JP2008104592A JP2009257374A JP 2009257374 A JP2009257374 A JP 2009257374A JP 2008104592 A JP2008104592 A JP 2008104592A JP 2008104592 A JP2008104592 A JP 2008104592A JP 2009257374 A JP2009257374 A JP 2009257374A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
balls
ball
distance
interposed
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008104592A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5120632B2 (en
Inventor
Yuuki Bando
勇気 坂東
Yoshikazu Kuromaru
善和 九郎丸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Priority to JP2008104592A priority Critical patent/JP5120632B2/en
Publication of JP2009257374A publication Critical patent/JP2009257374A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5120632B2 publication Critical patent/JP5120632B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
    • F16H25/2214—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with elements for guiding the circulating balls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ball screw device capable of surely reducing noise. <P>SOLUTION: In the ball screw device 22, a circulation passage 70 is structured by a load passage 50 around a screw spindle 28 and a connection passage 60 for connecting the load passage 50. First and second balls 31, 32 of a ball row 30 circulate the circulation passage 70. A diameter D2 of the second ball 32 is shorter than a diameter D1 of the first ball 31. The number of balls 32 between adjacent first balls 31 varies from one to two. Two distances, a relatively long first distance L1 and a relatively short distance L2, are adopted as the distance between adjacent first balls 31 so that the distance between adjacent first balls 31 becomes non-uniform. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明はボールねじ装置およびこれを備えた車両用操舵装置に関するものである。   The present invention relates to a ball screw device and a vehicle steering device including the same.

回転運動を直線運動に変換するボールねじ装置は、ボールが循環する循環路として、ねじ軸の外周の軌道溝とナットの内周の軌道溝との間に形成された負荷路と、例えば負荷路の一端および他端を互いに連結する連結路とを備えている。
通例、連結路と負荷路の境界部分には段差が生じている。このため、連結路から負荷路に入るときにボールが段差を通過することになり、通過に伴って、打音が発生し、騒音の原因となっている。 A ball screw device that converts rotational motion into linear motion has a load path formed between a raceway groove on the outer periphery of the screw shaft and a raceway groove on the inner periphery of the nut as a circulation path through which the ball circulates. A connecting path for connecting one end and the other end of each other.
Usually, there is a step at the boundary between the connecting path and the load path. For this reason, when the ball enters the load path from the connecting path, the ball passes through the step, and with the passage, a hitting sound is generated, which causes noise.

そこで、鉄鋼製のボール間に、ボールよりも径の小さい合成樹脂のボールを用いることが提案されている（例えば特許文献１を参照）。
特開２００５−１４７３５４号公報 Therefore, it has been proposed to use a synthetic resin ball having a smaller diameter than the balls between steel balls (see, for example, Patent Document 1).
JP 2005-147354 A

しかしながら、十分な騒音防止効果が得られないという問題があった。
上記のボールねじ装置を電動パワーステアリング装置等の車両用操舵装置に適用した 場合、高い静粛性が要求される車室内では、上記のボールねじによる騒音が特に問題となる。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、騒音を確実に低減することができるボールねじ装置およびこれを備えた車両用操舵装置を提供することを目的とする。 However, there is a problem that a sufficient noise prevention effect cannot be obtained.
When the above-described ball screw device is applied to a vehicle steering device such as an electric power steering device, noise due to the above-described ball screw becomes a problem particularly in a vehicle interior that requires high silence.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a ball screw device that can reliably reduce noise and a vehicle steering device including the ball screw device.

本願発明者は、鋭意研究の結果、鉄鋼製のボール間に樹脂製のボールを単に介在させるだけでは、騒音防止効果が低い理由は下記にあるという知見を得た。すなわち、特許文献１では、鉄鋼製のボールが、一定の周期で、負荷路と連結路の境界の段差を通過する。このため、特許文献１のボールねじ装置の打音を周波数分析したときに、図５に示すように、特定の周波数ｆ１での打音のピーク値Ｐ１（振幅成分）としては、依然高いままであり、これが騒音低下を阻害しているという知見を得た。   As a result of earnest research, the inventor of the present application has found that the reason why the noise prevention effect is low simply by interposing a resin ball between steel balls is as follows. That is, in Patent Document 1, steel balls pass through a step at a boundary between a load path and a connection path at a constant cycle. For this reason, when the frequency of the hitting sound of the ball screw device of Patent Document 1 is analyzed, as shown in FIG. 5, the peak value P1 (amplitude component) of the hitting sound at the specific frequency f1 remains high. There was a finding that this hinders noise reduction.

本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、ねじ軸（２８）と、ねじ軸を取り囲むナット（２９）と、ねじ軸の外周（２８ｂ）の軌道溝（３６）とナットの内周（２９ｂ）の軌道溝（３５）との間に形成された負荷路（５０）と、負荷路を連結する連結路（６０）と、負荷路および連結路によって形成される循環路（７０）を循環するボール列（３０；３００）とを備え、上記ボール列は、相対的に硬度の高い第１のボール（３１）と、隣接する第１のボール間に介在し相対的に硬度の低い第２のボール（３２；３２Ａ，３２Ｂ）とを含み、隣接する第１のボールの距離は、相対的に長い第１の距離（Ｌ１）と、相対的に短い第２の距離（Ｌ２）とを有しているボールねじ装置（２２）を提供するものである。   The present invention has been made based on such knowledge, and includes a screw shaft (28), a nut (29) surrounding the screw shaft, a raceway groove (36) on the outer periphery (28b) of the screw shaft, and an inner periphery of the nut. A load path (50) formed between the raceway groove (35) of (29b), a connection path (60) for connecting the load path, and a circulation path (70) formed by the load path and the connection path. A ball row (30; 300) that circulates, and the ball row is interposed between a first ball (31) having a relatively high hardness and a first ball (31) having a relatively low hardness interposed between adjacent first balls. Two balls (32; 32A, 32B), and the adjacent first balls have a relatively long first distance (L1) and a relatively short second distance (L2). A ball screw device (22) is provided.

本発明によれば、相対的に硬度の高い第１のボールが負荷路および連結路の間に生じている段差を通過する周期が、不均一となる。このため、打音を周波数分析したときに、特定周波数でのピーク値（振幅成分）を低下させることができる。これにより、騒音を低減することができる。
また、上記第１の距離離隔する第１のボール間に介在する、第２のボールの直径（Ｄ２１）と、上記第２の距離離隔する第１のボール間に介在する、第２のボールの直径（Ｄ２２）とが、互いに異なっている場合がある（請求項２）。この場合、第２のボールとして、複数種の径の異なるボールを用いることにより、隣接する第１のボール間の距離を不均一にすることができる。 According to the present invention, the cycle in which the first ball having relatively high hardness passes through the step formed between the load path and the connection path becomes non-uniform. For this reason, the peak value (amplitude component) at the specific frequency can be reduced when the frequency of the hit sound is analyzed. Thereby, noise can be reduced.
Further, the diameter (D21) of the second ball interposed between the first balls separated by the first distance and the second ball interposed between the first balls separated by the second distance. The diameter (D22) may be different from each other (claim 2). In this case, by using a plurality of types of balls having different diameters as the second balls, the distance between the adjacent first balls can be made non-uniform.

また、上記第１の距離離隔する第１のボール間に介在する、第２のボールの数（ｎ１）と、上記第２の距離離隔する第１のボール間に介在する、第２のボールの数（ｎ２）とが、互いに異なっている場合がある（請求項３）。この場合、隣接する第１のボール間に介在する第２のボールの数を異ならせることにより、隣接する第１のボール間の距離を不均一にすることができる。   Further, the number of second balls (n1) interposed between the first balls separated by the first distance and the number of second balls interposed between the first balls separated by the second distance. The number (n2) may be different from each other (claim 3). In this case, the distance between the adjacent first balls can be made non-uniform by making the number of the second balls interposed between the adjacent first balls different.

また、上記ボールねじ装置を用いて操舵力を伝達する車両用操舵装置（１）であれば、騒音レベルを格段に低減することができる。
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。 Moreover, if it is a vehicle steering device (1) which transmits a steering force using the said ball screw apparatus, a noise level can be reduced significantly.
In the above description, the alphanumeric characters in parentheses represent reference numerals of corresponding components in the embodiments described later, but the scope of the claims is not limited by these reference numerals.

本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施の形態のボールねじ装置が適用された、車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式的断面図である。図１を参照して、本電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイールのような操舵部材２に連結される入力軸３と、中間軸４を介して転舵機構５に連なる出力軸６と、入力軸３および出力軸６を同軸的に連結するトーションバー７とを備える。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of an electric power steering device as a vehicle steering device to which a ball screw device according to an embodiment of the present invention is applied. Referring to FIG. 1, an electric power steering apparatus 1 includes an input shaft 3 connected to a steering member 2 such as a steering wheel, an output shaft 6 connected to a steering mechanism 5 through an intermediate shaft 4, and an input. And a torsion bar 7 that coaxially connects the shaft 3 and the output shaft 6.

また、電動パワーステアリング装置１は、トーションバー７を介する入力軸３および出力軸６の相対回転変位量により操舵トルクを検出するためのトルクセンサ８と、トルクセンサ８により検出されるトルクや車速センサ９により検出される車速等に基づいてＥＣＵ（Electronic Control Unit ：電子制御ユニット）１０により駆動制御される操舵補助用の電動モータ１１とを備える。   In addition, the electric power steering apparatus 1 includes a torque sensor 8 for detecting a steering torque based on a relative rotational displacement amount of the input shaft 3 and the output shaft 6 via the torsion bar 7, and a torque and vehicle speed sensor detected by the torque sensor 8. And a steering assisting electric motor 11 that is driven and controlled by an ECU (Electronic Control Unit) 10 based on the vehicle speed detected by the motor 9.

転舵機構５は、中間軸４に連結されたピニオン軸１２の端部に設けられたピニオン１３と、このピニオン１３に噛み合うラック１４ａを有し車両の左右方向に延びる転舵軸１４と、この転舵軸１４の一対の端部にそれぞれタイロッド１５を介して連結され、対応する転舵輪１６をそれぞれ支持するナックルアーム１７とを備える。
転舵軸１４の軸方向の移動により、ナックルアーム１７が回動されて転舵輪１６の転舵が達成される。転舵軸１４は、図示しない軸受を介してハウジング１８によって軸方向に移動可能に支持されている。電動モータ１１のハウジング１１ａの一端部は、ハウジング１８の連結口１９に嵌合され、図示しない固定ねじ等によりハウジング１８に固定されている。 The steering mechanism 5 includes a pinion 13 provided at an end of a pinion shaft 12 connected to the intermediate shaft 4, a rack 14a that meshes with the pinion 13, and a steering shaft 14 that extends in the left-right direction of the vehicle. A knuckle arm 17 is provided which is connected to a pair of ends of the steered shaft 14 via tie rods 15 and supports the corresponding steered wheels 16 respectively.
By the movement of the steered shaft 14 in the axial direction, the knuckle arm 17 is rotated and the steered wheels 16 are steered. The steered shaft 14 is supported by a housing 18 through an unillustrated bearing so as to be movable in the axial direction. One end of the housing 11a of the electric motor 11 is fitted into the connection port 19 of the housing 18, and is fixed to the housing 18 by a fixing screw or the like (not shown).

電動モータ１１の回転軸２０の回転は、図１に示す傘歯車機構のような減速機構２１に伝達され、さらに運動変換機構としてのボールねじ装置２２に伝達され、このボールねじ装置２２によって回転運動が転舵軸１４の軸方向移動に変換される。その結果、転舵軸１４に操舵補助力が与えられるようになっている。
減速機構２１は、電動モータ１１の回転軸２０に連結軸２３を介して連結された小径の第１の歯車２４と、第１の歯車２４に噛み合い転舵軸１４を包囲する大径の第２の歯車２５を含む。減速機構２１の第２の歯車２５の回転は、運動変換機構を提供する上記のボールねじ装置２２によって転舵軸１４の軸方向移動に変換される。 The rotation of the rotary shaft 20 of the electric motor 11 is transmitted to a speed reduction mechanism 21 such as a bevel gear mechanism shown in FIG. 1 and further transmitted to a ball screw device 22 as a motion conversion mechanism. Is converted into axial movement of the steered shaft 14. As a result, a steering assist force is applied to the steered shaft 14.
The speed reduction mechanism 21 includes a first gear 24 having a small diameter connected to the rotary shaft 20 of the electric motor 11 via a connecting shaft 23, and a second diameter having a large diameter that meshes with the first gear 24 and surrounds the steered shaft 14. The gear 25 is included. The rotation of the second gear 25 of the speed reduction mechanism 21 is converted into an axial movement of the steered shaft 14 by the ball screw device 22 that provides the motion conversion mechanism.

具体的には、電動モータ１１の回転軸２０には、例えばスプラインを用いる継手２６を介して連結軸２３の一端部が一体回転可能に連結されている。連結軸２３は、軸受２７を介してハウジング１８に回転自在に支持されている。連結軸２３の他端部には、減速機構２１の第１の歯車２４が一体回転可能に連結されている。
ボールねじ装置２２は、転舵軸１４の一部に形成されたねじ軸２８と、ねじ軸２８の周囲を取り囲み減速機構２１の第２の歯車２５とは一体回転するナット（ボールナットともいう）２９と、ボール列３０とを備えている。ボール列３０は、ねじ軸２８およびナット２９に係合可能な複数のボールとして、相対的に硬度の高い第１のボール３１と、相対的に硬度の低い第２のボール３２とを含んでいる。第１のボール３１は、鉄鋼を含む材料により形成されている。第２のボール３２は、合成樹脂により形成されている。 Specifically, one end of a connecting shaft 23 is connected to the rotating shaft 20 of the electric motor 11 via a joint 26 using, for example, a spline so as to be integrally rotatable. The connecting shaft 23 is rotatably supported by the housing 18 via a bearing 27. A first gear 24 of the speed reduction mechanism 21 is connected to the other end of the connection shaft 23 so as to be integrally rotatable.
The ball screw device 22 includes a screw shaft 28 formed on a part of the steered shaft 14 and a nut (also referred to as a ball nut) that surrounds the screw shaft 28 and rotates integrally with the second gear 25 of the speed reduction mechanism 21. 29 and a ball row 30. The ball row 30 includes a first ball 31 having a relatively high hardness and a second ball 32 having a relatively low hardness as a plurality of balls that can be engaged with the screw shaft 28 and the nut 29. . The first ball 31 is formed of a material containing steel. The second ball 32 is made of a synthetic resin.

ねじ軸２８は、その軸線Ｃ１の回りの回転が規制されている。ナット２９の外周面２９ａには、第２の歯車２５が図示しないキー等を介して固定されている。ナット２９の一対の端部はそれぞれ対応する軸受３３，３４を介してハウジング１８に回転自在に支持される。ナット２９は、上記軸受３３，３４によって軸方向への移動が規制されている。
ナット２９の内周面２９ｂには、ボール転動用の第１の螺旋溝３５が形成され、ねじ軸２８の外周面２８ａには、ボール転動用の第２の螺旋溝３６が形成される。第１および第２の螺旋溝３５，３６で螺旋状の負荷路５０が形成されている。負荷路５０は、ナット２９の第１の螺旋溝３５の第１および第２の端部３５ａ，３５ｂにそれぞれ対応する第１および第２の端部４１，４２を有している。 The screw shaft 28 is restricted from rotating about its axis C1. The second gear 25 is fixed to the outer peripheral surface 29a of the nut 29 through a key or the like (not shown). A pair of end portions of the nut 29 are rotatably supported by the housing 18 via corresponding bearings 33 and 34, respectively. The nut 29 is restricted from moving in the axial direction by the bearings 33 and 34.
A first spiral groove 35 for ball rolling is formed on the inner peripheral surface 29 b of the nut 29, and a second spiral groove 36 for ball rolling is formed on the outer peripheral surface 28 a of the screw shaft 28. A spiral load path 50 is formed by the first and second spiral grooves 35 and 36. The load path 50 has first and second end portions 41 and 42 corresponding to the first and second end portions 35 a and 35 b of the first spiral groove 35 of the nut 29, respectively.

上記の構成により、ねじ軸２８とナット２９とは負荷路５０内に位置する第１および第２のボール３１，３２を介して螺合し、ナット２９の回転に伴いねじ軸２８が軸方向に移動する。
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図２を参照して、ボール列３０の第１および第２のボール３１，３２は、例えばＵ字状のチューブ３７の内部に形成される連結路６０を介して、上記螺旋状の負荷路５０に循環されるようになっている。 With the above configuration, the screw shaft 28 and the nut 29 are screwed together via the first and second balls 31 and 32 positioned in the load path 50, and the screw shaft 28 is moved in the axial direction as the nut 29 rotates. Moving.
2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. Referring to FIG. 2, the first and second balls 31, 32 of the ball row 30 are connected to the spiral load path 50 via a connection path 60 formed inside a U-shaped tube 37, for example. It is supposed to be circulated.

具体的には、ナット２９は、負荷路５０の第１および第２の端部５１，５２にそれぞれ対応して取付孔３８を形成しており、各取付孔３８にチューブ３７の第１および第２の端部３７ａ，３７ｂがそれぞれ挿通されている。チューブ３７は、図示しない押さえ部材を介してナット２９に固定されている。
これにより、負荷路５０の第１および第２の端部５１，５２がそれぞれ連結路６０の対応する第１および第２の端部６１，６２に接続され、負荷路５０と連結路６０との相互の接続を達成している。すなわち、螺旋状の負荷路５０およびＵ字状の連結路６０により無限軌道である循環路７０が形成されている。また、負荷路５０と連結路６０の境界部分には、通例、微小な段差３９が生じている。 Specifically, the nut 29 has attachment holes 38 corresponding to the first and second end portions 51 and 52 of the load path 50, and the first and second ends of the tube 37 are formed in the attachment holes 38. Two end portions 37a and 37b are respectively inserted. The tube 37 is fixed to the nut 29 via a pressing member (not shown).
Accordingly, the first and second end portions 51 and 52 of the load path 50 are connected to the corresponding first and second end portions 61 and 62 of the connection path 60, respectively. Mutual connection is achieved. That is, a circulation path 70 that is an endless track is formed by the spiral load path 50 and the U-shaped connection path 60. In addition, a minute step 39 is usually generated at the boundary between the load path 50 and the connection path 60.

ボールねじ装置２２の第１および第２のボール３１，３２は、負荷路５０および連結路６０を含む循環路７０の全域に亘って隙間なく数珠つなぎ状に配置される、総ボールタイプ(full complement type)である。すなわち、隣接する第１および第２のボール３１，３２間に保持器を介在させていない。
また、第１のボール３１の直径Ｄ１よりも、第２のボール３２の直径Ｄ２が小さくされている（Ｄ１＞Ｄ２）。隣接する第１のボール３１間の距離として、相対的に長い第１の距離Ｌ１と、相対的に短い第２の距離Ｌ２が採用されている。このように距離を異ならせるために、第１の距離Ｌ１離隔する第１のボール３１間に介在する、第２のボール３２の数をｎ１（本実施の形態ではｎ１＝２）とし、第２の距離Ｌ２離隔する第１のボール３１間に介在する、第２のボール３２をｎ２（本実施の形態ではｎ２＝１）とし、互いの数ｎ１，ｎ２を異ならせてある。 The first and second balls 31 and 32 of the ball screw device 22 are arranged in a daisy chain without gaps over the entire circulation path 70 including the load path 50 and the connection path 60. type). That is, no cage is interposed between the adjacent first and second balls 31 and 32.
The diameter D2 of the second ball 32 is smaller than the diameter D1 of the first ball 31 (D1> D2). As the distance between adjacent first balls 31, a relatively long first distance L1 and a relatively short second distance L2 are employed. In order to make the distances different in this way, the number of second balls 32 interposed between the first balls 31 separated by the first distance L1 is n1 (in this embodiment, n1 = 2), and the second The second ball 32 interposed between the first balls 31 separated by a distance L2 is n2 (n2 = 1 in the present embodiment), and the numbers n1 and n2 are different from each other.

したがって、第１の距離Ｌ１がｎ１×Ｄ２（本実施の形態ではＬ１＝２×Ｄ２）に相当し、第２の距離Ｌ２がｎ２×Ｄ２（本実施の形態ではＬ２＝Ｄ２）に相当することになる。
本実施の形態によれば、隣接する第１のボール３１間の距離として、相対的に長い第１の距離Ｌ１と、相対的に短い第２の距離Ｌ２が採用されているので、相対的に硬度の高い第１のボール３１が、負荷路５０および連結路６０の間に生じている段差３９を通過する周期が、不均一となる。したがって、第１のボール３１を含むボール列３０が段差３９と衝突する打音を周波数分析したときに、図３に示すよう、特定周波数でのピークを生じ難くすることができる。これにより、騒音を低減することができる。図３において、横軸が周波数（Ｈｚ）であり、縦軸が音圧レベル（ｄβＡ）である。 Therefore, the first distance L1 corresponds to n1 × D2 (L1 = 2 × D2 in the present embodiment), and the second distance L2 corresponds to n2 × D2 (L2 = D2 in the present embodiment). become.
According to the present embodiment, as the distance between the adjacent first balls 31, the relatively long first distance L1 and the relatively short second distance L2 are employed. The cycle in which the first ball 31 having high hardness passes through the step 39 generated between the load path 50 and the connection path 60 becomes non-uniform. Therefore, when the hitting sound that the ball row 30 including the first ball 31 collides with the step 39 is subjected to frequency analysis, a peak at a specific frequency can be made difficult to occur as shown in FIG. Thereby, noise can be reduced. In FIG. 3, the horizontal axis represents frequency (Hz) and the vertical axis represents sound pressure level (dβA).

また、第１のボール３１間に介在する、第２のボール３２の直径Ｄ２を、第１のボール３１の直径Ｄ１よりも小さくし、その第１のボール３１間に介在する、第２のボール３２の数を、ｎ１，ｎ２の複数種類とした。すなわち、第１のボール３１間に介在する、第２のボール３２の数を相異ならせるという簡単な手法により、隣接する第１のボール３１間の距離を不均一にすることができる。   Also, the second ball 32 interposed between the first balls 31 is made smaller than the diameter D1 of the first ball 31 and the second balls 32 interposed between the first balls 31. The number of 32 is a plurality of types n1 and n2. That is, the distance between the adjacent first balls 31 can be made non-uniform by a simple method of making the number of the second balls 32 interposed between the first balls 31 different.

また、上記のボールねじ装置２２を用いて操舵力を伝達する電動パワーステアリング装置１であれば、騒音レベルを格段に低減することができる。
なお、本実施の形態では、第１のボール３２を挟んだ両側に、ｎ１個の第１のボール３２およびｎ２個の第２のボール３２が配置されるようにしたが、第１のボール３１を挟んだ両側に、ともにｎ１個の第２のボール３２が配置される領域や、第１のボール３１を挟んだ両側に、ともにｎ２個の第２のボール３２が配置される領域が存在していてもよい。すなわち、第１のボール３１とｎ１個またはｎ２個の第２のボール３２とが交互に配置されるという条件が満たされていれば、第２のボール３２のｎ１個、ｎ２個の個数の配置については、ランダムであってもよい。 Moreover, if it is the electric power steering apparatus 1 which transmits steering force using said ball screw apparatus 22, a noise level can be reduced significantly.
In the present embodiment, n1 first balls 32 and n2 second balls 32 are arranged on both sides of the first ball 32, but the first balls 31 are arranged. There are regions where n1 second balls 32 are arranged on both sides of the n-type, and regions where n2 second balls 32 are arranged on both sides of the first ball 31. It may be. That is, if the condition that the first balls 31 and the n1 or n2 second balls 32 are alternately arranged is satisfied, the arrangement of the n1 and n2 pieces of the second balls 32 is performed. May be random.

次いで、図４は、本発明の別の実施の形態を示している。図４を参照して、本実施の形態が図２の実施の形態と異なるのは、ボール列３００において、第１の距離Ｌ１離隔する第１のボール３１間に介在する、第２のボール３２Ａの直径Ｄ２１と、第２の距離離Ｌ２隔する第１のボール３１間に介在する、第２のボール３２Ｂの直径Ｄ２２とが、互いに異なっている点にある。   Next, FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the present embodiment is different from the embodiment of FIG. 2 in that the second ball 32 </ b> A interposed between the first balls 31 separated by the first distance L <b> 1 in the ball row 300. And the diameter D22 of the second ball 32B interposed between the first balls 31 separated by the second distance L2 are different from each other.

本実施の形態では、第１のボール３１間に介在する、第２のボールとして、複数種の直径の異なるボール３２Ａ，３２Ｂを用いるという簡単な手法により、隣接する第１のボール３１間の距離を不均一にすることができる。その結果、段差３９に対しての、ボール列３００の衝突打音を周波数分析したときに、特定周波数でのピーク値が極力現れないようにし、騒音を低減することができる。ひいては、ボールねじ装置２２を用いて操舵力を伝達する電動パワーステアリング装置１において、騒音レベルを格段に低減することができる。   In the present embodiment, the distance between adjacent first balls 31 can be obtained by a simple method in which a plurality of types of balls 32A and 32B having different diameters are used as the second balls interposed between the first balls 31. Can be made non-uniform. As a result, when the impact sound of the ball row 300 with respect to the step 39 is subjected to frequency analysis, the peak value at the specific frequency does not appear as much as possible, and noise can be reduced. As a result, in the electric power steering device 1 that transmits the steering force using the ball screw device 22, the noise level can be remarkably reduced.

本実施の形態では、第２のボール３２Ａと第２のボール３２Ｂが第１のボール３１を挟んで交互に配置されるようにしたが、例えば、第１のボール３１を挟んだ両側に第２のボール３２Ａが配置される領域や、第１のボール３１を挟んだ両側に第２のボール３２Ｂが配置される領域があってもよい。すなわち、第１のボール３１と第２のボール３２Ａ，３２Ｂが交互に配置されるという条件が満たされていれば、第２のボール３２Ａおよび第２のボール３２Ｂの配置はランダムであってもよい。   In the present embodiment, the second balls 32A and the second balls 32B are alternately arranged with the first balls 31 sandwiched therebetween. However, for example, the second balls 32A and the second balls 32B are disposed on both sides of the first balls 31 with the second balls 32A interposed therebetween. There may be a region where the second ball 32A is disposed, or a region where the second ball 32B is disposed on both sides of the first ball 31. That is, the arrangement of the second balls 32A and the second balls 32B may be random as long as the condition that the first balls 31 and the second balls 32A and 32B are alternately arranged is satisfied. .

本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、第１の距離Ｌ１離隔する第１のボール３１間に介在する、第２のボールと、第１の距離Ｌ２離隔する第１のボール３１間に介在する、第２のボールとで、その直径および個数の双方を異ならせることにより、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２とを互いに異ならせるようにしてもよい。
また、ボールねじ装置のボールねじが２条以上の多条ねじであってもよい。また、上記の実施の形態では、連結路としてチューブを用いていたが、ナットに形成された孔を連結路として用いてもよい。上記の実施の形態では、連結路が負荷路の一端から他端にボールを戻していたが、これに代えて、ねじ軸を１周するごとに負荷路に戻す、いわゆるコマ式のものであってもよい。すなわち、ボールねじの循環形式はどのような形式であってもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the second ball interposed between the first balls 31 separated by the first distance L1 is separated from the first ball separated by the first distance L2. The first distance L1 and the second distance L2 may be made different from each other by making both the diameter and the number of the second balls interposed between the first balls 31 different.
Further, the ball screw of the ball screw device may be a multi-thread with two or more threads. Moreover, in said embodiment, although the tube was used as a connection path, you may use the hole formed in the nut as a connection path. In the above embodiment, the connecting path returns the ball from one end of the load path to the other end. Instead, the connection path is a so-called coma type that returns to the load path every time the screw shaft makes one round. May be. That is, the circulation form of the ball screw may be any form.

上記実施の形態では、本発明が、電動モータ１１の出力を操舵補助力として出力する電動パワーステアリング装置１に適用された例について説明したが、これに限らない。例えば、操舵部材２の操舵角に対する転舵輪１６の転舵角の比を変更可能な伝達比可変機構を備え、伝達比可変機構を駆動するために電動モータの出力を用いる伝達比可変式の車両用操舵装置や、操舵部材と転舵輪との機械的な連結が解除され、転舵輪を電動モータの出力で操向するステア・バイ・ワイヤ式の車両用操舵装置等に、本発明を適用してもよい。   In the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the electric power steering apparatus 1 that outputs the output of the electric motor 11 as a steering assist force has been described. However, the present invention is not limited thereto. For example, a transmission ratio variable type vehicle having a transmission ratio variable mechanism capable of changing the ratio of the turning angle of the steered wheels 16 to the steering angle of the steering member 2 and using an output of an electric motor to drive the transmission ratio variable mechanism. The present invention is applied to a steering device for a vehicle, a steer-by-wire vehicle steering device in which a mechanical connection between a steering member and a steered wheel is released, and the steered wheel is steered by the output of an electric motor. May be.

その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことができる。   In addition, various modifications can be made within the scope of the claims of the present invention.

本発明の一実施の形態のボールねじ装置が適用された、電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing a schematic structure of an electric power steering device to which a ball screw device of one embodiment of the present invention is applied. 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the II-II line | wire of FIG. 衝突打音の周波数特性を示すグラフである。It is a graph which shows the frequency characteristic of a collision sound. 本発明の別の実施の形態のボールねじ装置の要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part of the ball screw apparatus of another embodiment of this invention. 従来のボールねじ装置の衝突打音の周波数特性を示すグラフ図である。It is a graph which shows the frequency characteristic of the impact sound of the conventional ball screw apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１…電動パワーステアリング装置（車両用操舵装置）、２…操舵部材、３…入力軸、４…中間軸、５…転舵機構、６…出力軸、７…トーションバー、８…トルクセンサ、１０…ＥＣＵ、１１…電動モータ、１３…ピニオン、１４…転舵軸、１６…転舵輪、２０…回転軸、２１…減速機構、２２…ボールねじ装置、２４…第１の歯車、２５…第２の歯車、２８…ねじ軸、２９…ナット、３０；３００…ボール列、３１…第１のボール、３２；３２Ａ，３２Ｂ…第２のボール、３５…第１の螺旋溝、３６…第２の螺旋溝、３７…チューブ、３８…取付孔、３９…段差、５０…負荷路、５１…第１の端部、５２…第２の端部、６０…連結路、６１…第１の端部、６２…第２の端部、７０…循環路、Ｌ１…第１の距離、Ｌ２…第２の距離、Ｄ１…（第１のボールの）直径、Ｄ２；Ｄ２１，Ｄ２２…（第２のボールの）直径、ｎ１，ｎ２…（第２のボールの）数   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device (vehicle steering device), 2 ... Steering member, 3 ... Input shaft, 4 ... Intermediate shaft, 5 ... Steering mechanism, 6 ... Output shaft, 7 ... Torsion bar, 8 ... Torque sensor, 10 ... ECU, 11 ... Electric motor, 13 ... Pinion, 14 ... Steering shaft, 16 ... Steering wheel, 20 ... Rotating shaft, 21 ... Reduction mechanism, 22 ... Ball screw device, 24 ... First gear, 25 ... Second 28 ... Screw shaft, 29 ... Nut, 30; 300 ... Ball train, 31 ... First ball, 32; 32A, 32B ... Second ball, 35 ... First spiral groove, 36 ... Second Spiral groove, 37 ... tube, 38 ... mounting hole, 39 ... step, 50 ... load path, 51 ... first end, 52 ... second end, 60 ... connection path, 61 ... first end, 62 ... second end, 70 ... circulation path, L1 ... first distance, L2 ... second distance, D1 ... (first Of the ball) diameter, D2; D21, D22 ... (the second ball) diameter, n1, n2 ... number (of the second ball)

Claims (4)

ねじ軸と、ねじ軸を取り囲むナットと、ねじ軸の外周の軌道溝とナットの内周の軌道溝との間に形成された負荷路と、負荷路を連結する連結路と、負荷路および連結路によって形成される循環路を循環するボール列とを備え、
上記ボール列は、第１のボールと、隣接する第１のボール間に介在し第１のボールよりも硬度の低い第２のボールとを含み、
隣接する第１のボールの距離は、相対的に長い第１の距離と、相対的に短い第２の距離とを有していることを特徴とするボールねじ装置。 A screw shaft, a nut surrounding the screw shaft, a load path formed between a raceway groove on the outer periphery of the screw shaft and a raceway groove on the inner periphery of the nut, a connection path for connecting the load paths, a load path and a connection A ball row circulating through a circulation path formed by a path,
The ball row includes a first ball and a second ball that is interposed between adjacent first balls and has a lower hardness than the first ball,
The distance between adjacent first balls has a relatively long first distance and a relatively short second distance. 請求項１において、上記第１の距離離隔する第１のボール間に介在する、第２のボールの直径と、上記第２の距離離隔する第１のボール間に介在する、第２のボールの直径とが、互いに異なっていることを特徴とするボールねじ装置。   2. The second ball according to claim 1, wherein the diameter of the second ball interposed between the first balls separated by the first distance and the second ball interposed between the first balls separated by the second distance are set. A ball screw device having different diameters. 請求項１または２において、上記第１の距離離隔する第１のボール間に介在する、第２のボールの数と、上記第２の距離離隔する第１のボール間に介在する、第２のボールの数とが、互いに異なっていることを特徴とするボールねじ装置。   3. The method according to claim 1, wherein the number of second balls interposed between the first balls separated by the first distance and the number of second balls interposed between the first balls separated by the second distance are set. A ball screw device characterized in that the number of balls is different from each other. 請求項１から３の何れか１項に記載のボールねじ装置を用いて操舵力を伝達する車両用操舵装置。   A vehicle steering device that transmits a steering force using the ball screw device according to any one of claims 1 to 3.
JP2008104592A 2008-04-14 2008-04-14 Ball screw device and vehicle steering apparatus provided with the same Expired - Fee Related JP5120632B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008104592A JP5120632B2 (en) 2008-04-14 2008-04-14 Ball screw device and vehicle steering apparatus provided with the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008104592A JP5120632B2 (en) 2008-04-14 2008-04-14 Ball screw device and vehicle steering apparatus provided with the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009257374A true JP2009257374A (en) 2009-11-05
JP5120632B2 JP5120632B2 (en) 2013-01-16

Family

ID=41385061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008104592A Expired - Fee Related JP5120632B2 (en) 2008-04-14 2008-04-14 Ball screw device and vehicle steering apparatus provided with the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5120632B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015129502A1 (en) * 2014-02-27 2015-09-03 日立オートモティブシステムズステアリング株式会社 Power steering device and methodfor manufacturing power steering device
JP2015161353A (en) * 2014-02-27 2015-09-07 日立オートモティブシステムズステアリング株式会社 power steering device
CN112384718A (en) * 2018-07-10 2021-02-19 Thk株式会社 Screw device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005083417A (en) * 2003-09-05 2005-03-31 Nsk Ltd Ball screw unit
JP2006349148A (en) * 2005-06-20 2006-12-28 Nsk Ltd Ball screw device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005083417A (en) * 2003-09-05 2005-03-31 Nsk Ltd Ball screw unit
JP2006349148A (en) * 2005-06-20 2006-12-28 Nsk Ltd Ball screw device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015129502A1 (en) * 2014-02-27 2015-09-03 日立オートモティブシステムズステアリング株式会社 Power steering device and methodfor manufacturing power steering device
JP2015160497A (en) * 2014-02-27 2015-09-07 日立オートモティブシステムズステアリング株式会社 Power steering device and manufacturing method for power steering device
JP2015161353A (en) * 2014-02-27 2015-09-07 日立オートモティブシステムズステアリング株式会社 power steering device
CN106103241A (en) * 2014-02-27 2016-11-09 日立汽车系统株式会社 Power steering gear and the manufacture method of power steering gear
KR101845182B1 (en) * 2014-02-27 2018-04-03 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤 Power steering device and method for manufacturing power steering device
US10464593B2 (en) 2014-02-27 2019-11-05 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Power steering apparatus and method of manufacturing power steering apparatus
CN112384718A (en) * 2018-07-10 2021-02-19 Thk株式会社 Screw device
CN112384718B (en) * 2018-07-10 2023-09-19 Thk株式会社 Screw device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5120632B2 (en) 2013-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8418577B2 (en) Ball screw mechanism and electric power steering device using the same
US8636099B2 (en) Rack-driven steering apparatus and rack-driven auxiliary power steering apparatus including the same
US8651226B2 (en) Rack-driven power steering apparatus
EP2942548B1 (en) Ball screw mechanism and steering device
JP4678483B2 (en) Electric power steering device
EP1630456A1 (en) Ball screw and electric power steering device including the same
US7374013B2 (en) Electric power steering apparatus
JP2015000594A (en) Steering device
JP5120632B2 (en) Ball screw device and vehicle steering apparatus provided with the same
JP2006218980A (en) Steering gear for vehicle
JP2018016193A (en) Steering device
JP5224525B2 (en) Electric power steering device
JP2006250282A (en) Ball screw device and electric power steering
JP2008189059A (en) Rack-and-pinion type steering device
JP2020172126A (en) Turning unit
JP4775219B2 (en) Electric power steering device
JP6716972B2 (en) Steering device
JP7053336B2 (en) Power steering device
JP2005082099A (en) Steering device for vehicle
JP2005297823A (en) Electric power steering device
JP2004175243A (en) Electric power steering device
JP2022135011A (en) Ball screw device and electric power steering device
JP2010144825A (en) Vehicular steering unit
JP2010133460A (en) Ball screw device
JP2006123855A (en) Electric power steering device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110216

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110808

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120224

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120301

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120411

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120524

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120717

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120927

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121010

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151102

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees